黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的dcs控制保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其包括：服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏、輸電線路保護(hù)測控屏、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏、安防設(shè)施、光纖電纜、授時(shí)裝置和調(diào)制解調(diào)器。服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)連接至光纖電纜，光纖電纜經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器連接電網(wǎng)調(diào)度中心；黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU經(jīng)由以太網(wǎng)交換機(jī)連接光纖電纜。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的集中控制，解決了各子系統(tǒng)之間聯(lián)動(dòng)和保護(hù)的問題，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。
【專利說明】
黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及磷化工領(lǐng)域，尤其涉及一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]黃磷又名白磷，在工業(yè)上用黃磷制備高純度的磷酸及磷酸鹽。利用黃磷易燃產(chǎn)生煙(P4Oiq)和霧(P4Oiq)與水蒸氣形成H3PO4等霧狀物質(zhì)，在軍事上常用來制煙幕彈、燃燒彈。還可用黃磷制造赤磷(紅磷)、三硫化四磷(P4S3)、有機(jī)磷酸酯、燃燒彈、洗滌劑、農(nóng)藥等。
[0003]國內(nèi)現(xiàn)有的黃磷主要用電爐法制取，用磷礦、焦丁(蘭炭或白煤)和外加硅石按配比在電爐內(nèi)制取。其中，外加硅石主要用于助熔劑參與碳還原磷酸鹽的反應(yīng)，主要反應(yīng)為S12與磷礦石分解生成的CaO生成易熔的偏硅酸鈣(CaS13)。電爐熱法制黃磷，能耗高，成本高，附加值低，產(chǎn)品單一，污染嚴(yán)重。而磷又是重要的生命元素，日常生活和國民經(jīng)濟(jì)必需產(chǎn)品。如何降低生產(chǎn)能耗和成本，減少污染，提高尾氣、爐渣熱能的綜合利用率，增加附加值是黃磷行業(yè)苦苦追求的目標(biāo)。并且黃磷、電石等冶金、化工尾氣，大都直接以火炬燃燒外排，資源利用率低，環(huán)保問題突出。
[0004]為解決黃磷生產(chǎn)能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重、資源綜合利用率低，循環(huán)清潔產(chǎn)業(yè)鏈配套不完整的問題，本發(fā)明人先后公開了以下七項(xiàng)發(fā)明專利:
[0005]1、中國專利CN 105197901 A公開了《含鉀磷礦制備黃磷、鉀鹽、碳酸鈉和氧化鋁的節(jié)能方法》。該方法包括:將含鉀磷礦和焦丁加入黃磷電爐反應(yīng)制得含?2爐氣;對所述爐氣進(jìn)行水洗后再收集粗磷，精制以制得優(yōu)質(zhì)黃磷;黃磷熔渣經(jīng)水淬后去除爐渣并溶出KAlO2,經(jīng)由過濾、加入CO2后沉淀出Al (0H)3并獲得水淬濾液。其中，Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al2O3，前述水淬濾液經(jīng)由結(jié)晶分離、干燥，從而制得K2CO3和Na2CO3 ο本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電熱法黃磷電爐用含鉀磷礦生產(chǎn)黃磷反應(yīng)復(fù)雜，效率低，爐礦不穩(wěn)定，效益差等系列問題，并與傳統(tǒng)的鉀長石燒結(jié)法、高溫熔融法、水熱法、高爐冶煉法和低溫分解法制備K2CO3相比，能夠大大降低能耗、物耗和生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品利潤空間，同時(shí)減少了環(huán)境污染。
[0006]2、中國專利CN 105197902 A公開了《含鉀磷礦制備黃磷、鉀鹽、氧化鋁、分子篩、礦渣水泥和建筑型材的循環(huán)清潔生產(chǎn)方法》。該方法利用兩條路線，路線一:含鉀磷礦與焦丁用電熱法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)黃磷。黃磷熔渣經(jīng)水淬，溶出KAlO2，經(jīng)過濾、通入CO2，沉淀出Al (0H) 3并制得第一濾液。Al(OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得A1203。路線二:將鉀長石粉與Na2CO3混合均勻，用黃磷尾氣煅燒后用水浸取，通入CO2沉淀出硅鋁膠體和制得第二濾液。將第一、第二濾液進(jìn)行結(jié)晶、干燥，制得K2CO3和Na2CO3 Ja2CO3返回路線二循環(huán)利用。一部分未經(jīng)沉淀的硅鋁膠體和濾液經(jīng)由調(diào)整其K20、Na20、Si02、Al203的含量，然后進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)，從而獲得分子篩;所述沉淀出的硅鋁膠體與黃磷爐渣混合，以用于制備礦渣水泥和/或建筑型材。
[0007]3、中國專利CN 105217589 A公開了《黃磷聯(lián)產(chǎn)鉀鹽、碳酸鈉和氧化鋁的節(jié)能方法》。該方法包括:將鉀長石、磷礦和焦丁加入黃磷電爐反應(yīng)制得含P2爐氣;對所述爐氣進(jìn)行水洗后再收集粗磷，精制以制得優(yōu)質(zhì)黃磷;黃磷熔渣經(jīng)水淬后去除爐渣并溶出KAlO2,經(jīng)由過濾，加入CO2，沉淀出Al (OH)3并獲得水淬濾液。其中，Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al2O3。前述水淬濾液經(jīng)由結(jié)晶分離、干燥，從而制得K2CO3和Na2CO3 ο本發(fā)明將黃磷生產(chǎn)裝置改進(jìn)成了電熱法生產(chǎn)黃磷和熱分解鉀長石的綜合系統(tǒng)，普遍適用于傳統(tǒng)電熱法黃磷電爐的升級改造，顯著降低了生產(chǎn)能耗及成本，提高了產(chǎn)品種類和附加值，并且減少了環(huán)境污染，具有非常突出的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保效果。
[0008]4、中國專利CN 105217588 A公開了《黃磷聯(lián)產(chǎn)鉀鹽、氧化鋁、分子篩、礦渣水泥和建筑型材的循環(huán)清潔生產(chǎn)方法》。該方法包括兩條路線:1、用鉀長石取代外加硅石，與磷礦和焦丁用電熱法制得優(yōu)質(zhì)黃磷。黃磷熔渣經(jīng)水淬，溶出KAlO2,經(jīng)過濾，通入⑶2，沉淀出Al(OH)3并制得第一濾液。Al (OH)3經(jīng)控溫轉(zhuǎn)換制得Al203(32、將鉀長石粉與Na2CO3混勻，用黃磷尾氣煅燒，然后用水浸取，通入C02，沉淀出硅鋁膠體并制得第二濾液。之后分為四個(gè)利用路徑:(I)將第一、第二濾液集中結(jié)晶，干燥，制取K2CO3和Na2CO3，Na2CO3返回路線二循環(huán)利用，K2CO3可繼續(xù)加工為KH2POjPK2SO4等鉀鹽；(2)將未經(jīng)沉淀的硅鋁膠體和濾液經(jīng)水熱晶化制備分子篩；(3)硅鋁膠體與黃磷爐渣制備礦渣水泥；(4)硅鋁膠體與黃磷爐渣制備建筑型材。
[0009]5、中國專利CN 105240065 A公開了《一種黃磷熔渣水淬及乏蒸汽治理利用的節(jié)能方法和設(shè)備》O該方法包括:黃磷熔渣經(jīng)渦槽式水淬集氣塔水淬，收集高溫乏蒸汽，經(jīng)分離器分離出黃磷爐渣和沖渣水，同時(shí)收集低溫乏蒸汽。沖渣水經(jīng)熱回收，沉降池沉降后返回渦槽式水淬集氣塔循環(huán)利用。沖渣水回收的熱能和黃磷尾氣輔助增壓鍋爐將收集的乏蒸汽增溫、增壓，然后經(jīng)儲氣罐恒定溫度和壓力后輸入低溫低壓汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，所發(fā)電量返回供電系統(tǒng)或上電網(wǎng)市售，蒸汽冷凝水返回渦槽式水淬集氣塔循環(huán)利用。本發(fā)明既獲得了高活性的黃磷爐渣，又徹底治理了黃磷熔渣水淬乏蒸汽和污水池乏蒸汽造成環(huán)境污染的問題，提高了黃磷爐渣的余熱利用率，黃磷生產(chǎn)電耗降低lOOOkwh/t以上，達(dá)到了環(huán)境治理與節(jié)能增效的雙贏效果。
[0010]6、中國專利CN 105271245 A公開了《一種黃磷生產(chǎn)裝置磷爐氣冷凝乏蒸汽治理和四氟化硅回收利用的方法》。該方法包括:用氟硅酸循環(huán)濃縮罐取代黃磷裝置磷爐氣冷凝熱水槽，將冷凝水經(jīng)換熱器I和換熱器2換熱后分別用于熱段和冷段洗氣塔冷凝，并補(bǔ)充冷水彌補(bǔ)水量損失，讓磷爐氣中的SiF4在洗氣塔中被水充分吸收生成H2SiF6;在H2SiF6達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)濃度后，經(jīng)過濾，加入NaCl以沉淀分離出Na2SiF6;對沉淀分離后的濾液加入消石灰進(jìn)行中和，經(jīng)沉淀分離后得到CaCl2;剩余的冷凝水經(jīng)換熱器3換熱后返回冷段洗氣塔冷凝。換熱器I?3所獲得的熱量用于干燥Na2SiF6和CaCl2。本發(fā)明既治理了黃磷生產(chǎn)裝置磷爐氣冷凝水乏蒸汽，又回收了 SiF4,還可實(shí)現(xiàn)洗氣余熱的綜合利用，達(dá)到了環(huán)保治理與資源綜合利用的雙贏效果。
[0011]7、中國專利CN 105349778 A公開了《一種磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬的清潔生產(chǎn)方法》。該方法包括:通過將破碎后的磷鐵在中頻電爐中熔化后在充滿氮?dú)獾臏u槽式水淬集氣塔中進(jìn)行水淬，以獲得含PH3混合氣，并且同時(shí)分離出金屬氧化物和水淬水，其中，所述含PH3混合氣在充滿氮?dú)獾牧谆瘹滢D(zhuǎn)化塔中進(jìn)行控溫轉(zhuǎn)化生成Pdra2后再經(jīng)噴淋、精制得到黃磷。分離出的所述金屬氧化物經(jīng)干燥得到氧化鐵紅，或者經(jīng)酸化溶解和溶劑萃取分離得到普通金屬、稀有金屬和/或貴金屬。本發(fā)明既將磷鐵回收高價(jià)值黃磷、氧化鐵紅和貴重金屬，無廢氣、廢水和廢渣外排，還實(shí)現(xiàn)了余熱、HdPN2的綜合利用，達(dá)到循環(huán)清潔生產(chǎn)的效果。
[0012]上述七項(xiàng)發(fā)明專利，各專利可以組成單一的生產(chǎn)線，也可以將各生產(chǎn)線組合成一個(gè)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)。但以鉀長石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁以及鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬路線，最為有代表性，也是最完整的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法，參見附圖1。
[0013]然而以上述多項(xiàng)專利申請所公開的技術(shù)方案組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)，各子系統(tǒng)之間存在相互配套，相互連鎖和保護(hù)等系列問題，目前國內(nèi)從事磷化工工藝的技術(shù)人員大多不熟悉DCS控制保護(hù)，從事工業(yè)以太網(wǎng)DCS控制保護(hù)的專業(yè)人員又不熟悉化工工藝，尤其是由多項(xiàng)工藝路線組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝路線。如何利用現(xiàn)代控制手段，將多項(xiàng)工藝路線組成的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)整合為一個(gè)完整的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集中控制和保護(hù)，既減少運(yùn)行維護(hù)人員，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，又提高控制精度和可靠性，是黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)中亟待解決的問題，也是專利成果轉(zhuǎn)化，助推我國磷化工產(chǎn)業(yè)全面清潔生產(chǎn)的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014]針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，包括:服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏、輸電線路保護(hù)測控屏、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏、安防設(shè)施、光纖電纜、授時(shí)裝置和調(diào)制解調(diào)器，其中，
[0015]所述服務(wù)器、操作站、安防工作站、通訊管理機(jī)和以太網(wǎng)交換機(jī)分別連接至所述光纖電纜，所述光纖電纜經(jīng)由所述調(diào)制解調(diào)器連接電網(wǎng)調(diào)度中心，
[0016]所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏(17)、輸電線路保護(hù)測控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)和安防設(shè)施(20)連接至以太網(wǎng)上。
[0017]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至所述以太網(wǎng)交換機(jī)的黃磷電爐及電極控制LCU、磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU、專用變電站LCU和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU。
[0018]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述服務(wù)器至少包括主服務(wù)器和備用服務(wù)器，所述授時(shí)裝置為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置，并且所述授時(shí)裝置分別連接至所述主服務(wù)器和所述備用服務(wù)器。
[0019]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至所述光纖電纜的打印機(jī)。
[0020]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述黃磷電爐及電極控制LCU為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場的IXU。
[0021]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU和所述鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU均為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU。
[0022]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU、所述分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU、所述磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU為全封閉防有毒有害氣體的LCU。
[0023]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述安防設(shè)施包括黃磷尾氣檢測裝置，當(dāng)黃磷尾氣停氣或者供氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線全部或部分自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提不。
[0024]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述安防設(shè)施包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。
[0025]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的類型為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、單網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、雙網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)或單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0026]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0027]1、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)聯(lián)動(dòng)問題，既減少了運(yùn)行人員，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，又改善了運(yùn)行環(huán)境。以5個(gè)子系統(tǒng)各12名控制、巡護(hù)人員計(jì)算，總?cè)藬?shù)為60人，使用本實(shí)用新型的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)后，控制、巡護(hù)人員至少可以減少到12人，減少80%的定員，年節(jié)約運(yùn)行成本200萬元以上。
[0028]2、本實(shí)用新型解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示。可以減少停氣時(shí)系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0029]3、通過濃度檢測裝置對磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度進(jìn)行在線檢測，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示，從而大大提高了系統(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。
[0030]4、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法的主要工藝流程圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)簡圖。
[0033]附圖標(biāo)記列表
[0034]1:主服務(wù)器2:備用服務(wù)器
[0035]3:操作站4:安防工作站
[0036]5:通訊管理機(jī)6:以太網(wǎng)交換機(jī)
[0037]7:黃磷電爐及電極控制LCU
[0038]8:磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)IXU
[0039]9:鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐IXU
[0040]10:碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)IXU
[0041 ]11:分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)IXU
[0042]12:磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)IXU
[0043]13:黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU
[0044]14:磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)IXU
[0045]15:專用變電站IXU16:黃磷尾氣凈化系統(tǒng)IXU
[0046]17:黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏18:輸電線路保護(hù)測控屏
[0047]19:黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏20:安防設(shè)施
[0048]21:光纖電纜22:授時(shí)裝置
[0049]23:調(diào)制解調(diào)器24:打印機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0050]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0051]如圖1所示，本實(shí)用新型的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)包括:服務(wù)器、操作站3、安防工作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏17、輸電線路保護(hù)測控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20、光纖電纜21、授時(shí)裝置22和調(diào)制解調(diào)器23。
[0052]服務(wù)器、操作站3、安防工作站4、通訊管理機(jī)5和以太網(wǎng)交換機(jī)6分別連接至光纖電纜21，光纖電纜21經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器23連接電網(wǎng)調(diào)度中心。
[0053]黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏17、輸電線路保護(hù)測控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19和安防設(shè)施20連接至以太網(wǎng)上。
[0054]黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至以太網(wǎng)交換機(jī)6的黃磷電爐及電極控制LCU7、磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU8、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCUll、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)IXU14、專用變電站IXU15和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)IXU16。
[0055]需要說明的是，圖2暫以單套(臺)子系統(tǒng)為例，即以I臺黃磷電爐，I套原料輸送系統(tǒng)、I套鉀長石與純堿煅燒系統(tǒng)，I臺乏蒸汽發(fā)電機(jī)組等為例，如為多套(臺)時(shí)，增加相應(yīng)的LCU即可。
[0056]本實(shí)用新型中的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法指:以鉀長石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁以及鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。
[0057]此外，黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法還包括以鉀長石代替硅石制備黃磷聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀和氧化鋁路線與鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備碳酸鉀和硅鋁膠體、分子篩，進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥和建筑型材路線，利用水淬乏蒸汽發(fā)電路線，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉路線，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬路線的組合的任意一種循環(huán)清潔生產(chǎn)路線或后者的單一生產(chǎn)路線。
[0058]優(yōu)選地，服務(wù)器至少包括主服務(wù)器I和備用服務(wù)器2，授時(shí)裝置22為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置。授時(shí)裝置22分別連接至主服務(wù)器I和備用服務(wù)器2 ACS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至光纖電纜21的打印機(jī)24，從而方便地打印文檔。
[0059]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，黃磷電爐及電極控制LCU6為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場的IXU;
[0060]磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU7、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU8，為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU;
[0061]碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU9、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU10、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU11、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU12、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU13為全封閉防有毒有害氣體的LCU。
[0062]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，安防設(shè)施包括黃磷尾氣檢測裝置。黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示。具體地，因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，將首先實(shí)現(xiàn)鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐連鎖停機(jī)，其次實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣輔助增壓鍋爐停機(jī)，然后實(shí)現(xiàn)黃磷尾氣鍋爐停機(jī)。
[0063]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，安防設(shè)施20還包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。
[0064]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，DCS控制保護(hù)系統(tǒng)為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，視黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)方法還可以為單網(wǎng)、雙網(wǎng)和單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，并配置相應(yīng)的通訊管理機(jī)或以太網(wǎng)交換機(jī)。
[0065]下面就本實(shí)用新型黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的組成及原理作簡要闡述:
[0066]1、系統(tǒng)配置原則及方案
[0067]為滿足本黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線的工藝要求，保證工藝設(shè)備可靠運(yùn)行，穩(wěn)定工藝參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，提高黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)率。本控制保護(hù)系統(tǒng)采用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的DCS控制系統(tǒng)，對黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線進(jìn)行集中監(jiān)視、操作和分散控制，可有效提高電控設(shè)備的可靠性和可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)控制、監(jiān)視、操作的現(xiàn)代化。全系統(tǒng)設(shè)備采用現(xiàn)場優(yōu)先的控制方式。
[0068]本清潔生產(chǎn)系統(tǒng)中還包含黃磷電爐變壓器(含開關(guān)站及動(dòng)力供電系統(tǒng))、專用輸電線路、乏蒸汽發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)裝置。
[0069]2、計(jì)算機(jī)控制保護(hù)系統(tǒng)配置
[0070]系統(tǒng)由現(xiàn)場控制站、高速通信網(wǎng)絡(luò)和操作站三部分組成?？刂品秶鸀辄S磷電爐系統(tǒng)、配料及輸送系統(tǒng)、鉀長石粉與純堿煅燒系統(tǒng)、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)、分子篩及礦渣水泥和建筑型材系統(tǒng)、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)、變電站、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)。保護(hù)系統(tǒng)包括黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏、輸電線路保護(hù)測控屏、乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏。即包括完整的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線。全清潔生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)DCS控制室，監(jiān)控系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶機(jī)方式。全清潔生產(chǎn)現(xiàn)場控制站由生產(chǎn)規(guī)模確定，設(shè)兩臺操作站、兩臺服務(wù)器(一臺主服務(wù)器，一臺備用服務(wù)器，且互為備用)。系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡(luò)(主干網(wǎng))視黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)模分別設(shè)置單網(wǎng)、雙網(wǎng)、單環(huán)網(wǎng)和雙環(huán)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議定為以太網(wǎng)(TCP/IP)。為保證控制系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的可靠和便于維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)通信介質(zhì)采用光纖電纜。
[0071]黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏、輸電線路保護(hù)測控屏、乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏所涉及的繼電保護(hù)配置需滿足電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)程要求。
[0072]DCS控制室設(shè)UPS電源，供DCS系統(tǒng)控制室及操作站用，在交流電源消失的情況下保持一定時(shí)間的供電，以便對DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)做保護(hù)性處理并使現(xiàn)場儀表及設(shè)備運(yùn)行至安全位置，并對工藝做緊急處理，防止故障發(fā)生。
[0073]3、現(xiàn)場控制站
[0074]現(xiàn)場控制站完成現(xiàn)場信號的采集，完成工藝設(shè)備電機(jī)的順序邏輯控制，完成工藝過程參數(shù)的監(jiān)測及過程回路的自動(dòng)調(diào)節(jié)等，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)與操作站進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊?，F(xiàn)場控制站各設(shè)一臺UPS，供現(xiàn)場控制站使用。
[0075]4、操作站
[0076]在DCS控制室內(nèi)設(shè)兩臺操作站，兩臺服務(wù)器，兩臺操作站分別對應(yīng)黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)的各子系統(tǒng)。
[0077]操作站主要功能為:
[0078](I)、具有動(dòng)態(tài)工藝設(shè)備狀態(tài)顯示和工藝參數(shù)顯示的工藝流程圖；
[0079](2)、工藝設(shè)備組和單機(jī)起停操作面板以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)顯示；
[0080](3)、工藝參數(shù)操作面板和工藝參數(shù)分組顯示；
[0081](4)、生產(chǎn)參數(shù)即時(shí)和歷史趨勢曲線顯示；
[0082](5)、調(diào)節(jié)回路的詳細(xì)顯示及參數(shù)調(diào)整；
[0083](6)、工藝狀態(tài)報(bào)警總貌顯示和詳細(xì)顯示；
[0084](7)、報(bào)警報(bào)告及工藝參數(shù)報(bào)表生成及打?。?br>[0085](8)、當(dāng)黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線發(fā)生報(bào)警時(shí)，可顯示和記錄相關(guān)參數(shù)、顯示報(bào)警處理提示，并可及時(shí)向巡檢工和有關(guān)技術(shù)員的傳呼機(jī)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，便于及時(shí)排除故障；
[0086](9)、控制系統(tǒng)狀態(tài)顯示；
[0087](10)、權(quán)限管理及操作記錄。
[0088]5、應(yīng)用軟件
[0089](I)、邏輯控制軟件功能
[0090]對工藝線上的所有電機(jī)，電動(dòng)閥，電磁閥等工藝設(shè)備，根據(jù)操作站上顯示的流程圖和操作面板，采用鍵盤及鼠標(biāo)操作，通過現(xiàn)場控制站完成設(shè)備組選擇、設(shè)備組邏輯聯(lián)鎖起停，單機(jī)起停，緊急停車和故障復(fù)位等。
[0091](2)、過程控制軟件功能
[0092]對工藝線上的所有溫度、壓力、流量、閥門開度、物料料位、氣體成分、速度、電流等進(jìn)行檢測、顯示、報(bào)警，對被控閥門、速度等進(jìn)行操作，對重要工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)、記錄。
[0093](3)、組態(tài)軟件
[0094]在系統(tǒng)監(jiān)控軟件的基礎(chǔ)上，編制適合本黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)線特點(diǎn)的操作畫面和完成各現(xiàn)場控制站有關(guān)參數(shù)的采集。
[0095]軟件自動(dòng)記錄歷史數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)、報(bào)警查詢及操作記錄等，還可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)均值，最大最小值等。根據(jù)歷史數(shù)據(jù)記錄和其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，生成相應(yīng)的各個(gè)車間的日平均產(chǎn)量和耗電、耗氣量，以及一個(gè)月的總產(chǎn)量、耗電量和耗氣量等報(bào)表，這為提高總產(chǎn)量降低總成本提供了科學(xué)依據(jù)。管理軟件其他功能可按照實(shí)際需要在后期增加。
[0096]6、特殊儀表的設(shè)置
[0097](I)、尾氣煙囪設(shè)粉塵檢測裝置，成球機(jī)排放設(shè)CO氣體監(jiān)測儀，燃燒區(qū)域設(shè)置CO泄露監(jiān)測儀；
[0098](2)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測；
[0099](3)、中控室設(shè)火災(zāi)報(bào)警裝置一套。
[0100]7、現(xiàn)場一次儀表選型
[0101](I)、溫度儀表選用鎧裝PtlOO熱電阻和鎧裝K型熱電偶。
[0102](2)、溫度、壓力變送器選用引進(jìn)或進(jìn)口產(chǎn)品。
[0103](3)、料位儀表根據(jù)不同用途分別選用雷達(dá)式料位計(jì)和射頻料位開關(guān)。
[0104]8、電纜選型
[0105](I)、一次檢測元件、變送器至現(xiàn)場控制站之間模擬量信號電纜均選用DJYVP型多芯雙絞屏蔽電纜，DCS控制系統(tǒng)開關(guān)量信號電纜選用KVVP型多芯帶護(hù)套銅芯屏蔽電纜，其它控制電纜選用KVV型多芯銅芯電纜。熱電偶至溫度變送器之間電纜選用帶屏蔽及護(hù)套的高溫補(bǔ)償型導(dǎo)線。
[0106](2)、控制系統(tǒng)各設(shè)備間的連接電纜及光纖電纜隨設(shè)備成套供貨。
[0107]9、電纜敷設(shè)
[0108]一次元件至現(xiàn)場控制站之間的電纜穿管埋地和沿電纜橋架敷設(shè)，控制室內(nèi)部電纜或室內(nèi)抬高地坪下面敷設(shè)，主干光纖電纜在室外電纜橋架中敷設(shè)。
[0109]10、接地保護(hù)
[0110]接地系統(tǒng)的質(zhì)量對自動(dòng)化設(shè)施的抗干擾至關(guān)重要，各現(xiàn)場控制站和中控室分別設(shè)置接地裝置。信號電纜屏蔽層在箱盤一端接至屏蔽接地端子上。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的接地按設(shè)備廠家的要求進(jìn)行。儀表盤金屬外殼接至電氣保護(hù)接地母線上。
[0111]11、安防設(shè)施
[0112]安防設(shè)施包括黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致黃磷尾氣停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提不。
[0113]此外，還包括磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂?/19W/V時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示。
[0114]12、北斗/GPS授時(shí)、打印機(jī)及系統(tǒng)調(diào)度
[0115]北斗/GPS授時(shí)是為了確保本DCS系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的時(shí)刻一致，便于調(diào)度和事故、故障分析、調(diào)查。打印機(jī)是為打印報(bào)表等文檔用。本DCS系統(tǒng)通過調(diào)制解調(diào)器和光纖電纜與電力調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)調(diào)度通訊。電力調(diào)度、通訊包括黃磷電爐及廠用電系統(tǒng)和乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)。
[0116]實(shí)施例1
[0117]某公司磷化工廠擁有黃磷電爐3臺，容量分別為35000KVA、31500KVA和12500KVA，總?cè)萘繛?9000KVA。用P2O5含量為29.05 %、S12含量為14.66 %、CaO含量為42.03% ^CO2含量為2.3 9 %的磷精礦球團(tuán)、外加硅石和焦丁生產(chǎn)黃磷。噸黃磷原料消耗為磷精礦球團(tuán)8.48丨，焦丁1.46丨，外加硅石1.91丨，電耗142151^11。年磷精礦球團(tuán)總用量為30萬丨，產(chǎn)黃磷35385t，副產(chǎn)黃磷爐渣27.98萬t。
[0118]將該磷化工廠3套黃磷電爐改造升級為以鉀長石代替硅石制備黃磷，聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀、水溶性及食品級磷酸二氫鉀、氧化鋁以及配套鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷3.61萬噸/年;2、碳酸鉀5000t/a;3、水溶性級和食品級磷酸二氫鉀25000t/年;4、氧化鋁(粉)9000t/a;5、礦渣水泥28萬t/a;6、13X分子篩和4A型分子篩10000t/a ； 7、氟硅酸鈉3000t/a ； 8、氧化鐵紅2250t/a ； 9、水淬乏蒸汽發(fā)電量3500萬kwh /a。年利潤大幅增長。
[0119]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤2.0萬噸/年;2、節(jié)約硅石6.1萬噸/年；3、節(jié)約石灰7.3萬噸/年;4、乏蒸汽發(fā)電3570萬千瓦時(shí)/年；5、二氧化碳直接減排5600噸/年;6、爐渣利用率100 % ; 7、黃磷尾氣利用率92%以上;8、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;9、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上；10、磷鐵利用率100 11、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85 %以上。完全達(dá)到或超過國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0120]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、3組黃磷電爐及電極控制ιχυ7、磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系Slcus、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅系統(tǒng)LCU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、3組黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏17、2組輸電線路保護(hù)測控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0121]實(shí)現(xiàn)了對黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問題，既減少了運(yùn)行人員70人，節(jié)約運(yùn)行成本300萬元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0122]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢詼p少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0123]并實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂?/19W/V時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0124]實(shí)施例2
[0125]某磷化工企業(yè)集團(tuán)擁有黃磷電爐8臺，容量為8 X 20000KVA。用P2O5含量為30.0 %、Si〇2含量為16.5%、CaO含量為43%、C02含量為3.5%的磷礦、外加娃石和焦丁生產(chǎn)黃磷。噸黃磷原料消耗為磷礦8.12t，焦丁 1.44t，外加硅石1.45t，電耗13373kwh。年磷礦總用量為66.7萬t，產(chǎn)黃磷8.21萬t，副產(chǎn)黃磷爐渣58萬t。
[0126]將該集團(tuán)8套黃磷電爐改造升級為以鉀長石代替硅石制備黃磷，聯(lián)產(chǎn)碳酸鉀、水溶性及食品級磷酸二氫鉀、氧化鋁以及配套鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、高純鐵粉和鋅、銅、鎳、鍶、鉑等貴重金屬，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷8.66萬噸/年;2、水溶性級和食品級磷酸二氫鉀78800t/年；3、氧化鋁(粉)18800t/a; 4、礦渣水泥61.7萬t/a; 5、13X分子篩和4A型分子篩47000丨/&;6、氟硅酸鈉7000丨/&;7、高純鐵粉卬6)6000噸，以及鋅(211)2000噸，銅(01)150噸，鎳(祖)750噸，鍶(30500噸和貴金屬鉑(？丨)6噸；8、水淬乏蒸汽發(fā)電量8000萬kwh/a。年利潤大幅增長。
[0127]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤2.67萬噸/年；
2、節(jié)約硅石12.89萬噸/年;3、節(jié)約石灰15.47萬噸/年;4、乏蒸汽發(fā)電8000萬千瓦時(shí)/年；5、二氧化碳直接減排12700噸/年;6、爐渣利用率100% ;7、黃磷尾氣利用率92%以上;8、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;9、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上；10、磷鐵利用率100%; 11、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85%以上。完全達(dá)到或超過國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0128]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、8組黃磷電爐及電極控制ιχυ7、磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系Slcus、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU13、磷鐵回收黃磷、高純鐵粉和貴重金屬系統(tǒng)IXU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、8組黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏17、2組輸電線路保護(hù)測控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0129]實(shí)現(xiàn)了對黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問題，既減少了運(yùn)行人員130人，節(jié)約運(yùn)行成本600萬元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0130]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢詼p少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0131]此外，實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、高純鐵粉及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)黃磷、高純鐵粉及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0132]實(shí)施例3
[0133]某含鉀磷礦采礦企業(yè)自備黃磷電爐5臺，容量為5 X 20000KVA。其鉀磷礦的化學(xué)分組為:P2O5含量為17%、Si02含量為28%、CaO含量為35%、C02含量為3.9%、K20含量為5%、Na20含量微量。經(jīng)選礦后制得P2O5含量為23%、Si02含量為12%、CaO含量為32%、C02含量為3.9%、K2O含量為2.9%、Na2O含量微量的含鉀磷礦精礦。
[0134]將該企業(yè)5套黃磷電爐配套鉀長石與碳酸鈉利用黃磷尾氣制備硅鋁膠體和13X及4A型分子篩，硅鋁膠體進(jìn)而利用黃磷爐渣制備礦渣水泥，利用水淬乏蒸汽發(fā)電，治理磷爐氣冷凝水乏蒸汽并回收氟硅酸鈉，利用磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅，從而實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)鏈全面循環(huán)清潔生產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能:1、黃磷5.2萬噸/年;2、碳酸鉀23000t/a;3、氧化鋁(粉)11500t/a;4、礦渣水泥42萬t/a; 6、13X分子篩和4A型分子篩14000t/a ； 7、氟硅酸鈉4500t/a ； 8、氧化鐵紅3300t/a; 9、水淬乏蒸汽發(fā)電量5200萬kwh/a。年利潤大幅增長。
[0135]與現(xiàn)有普通技術(shù)裝置相比，本黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)及DCS控制保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):1、節(jié)約標(biāo)煤1.6萬噸/年;2、節(jié)約石灰9.5萬噸/年;3、乏蒸汽發(fā)電5200萬千瓦時(shí)/年;4、二氧化碳直接減排7400噸/年;5、爐渣利用率100% ;6、黃磷尾氣利用率92%以上;7、黃磷水淬乏蒸汽和洗氣水乏蒸汽100%不外排;8、磷爐氣中四氟化硅收回率92%以上;9、磷鐵利用率100%;
10、爐渣余熱、洗氣塔余熱、各種干燥煅燒設(shè)備余熱綜合利用率85%以上。完全達(dá)到或超過國家清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。
[0136]配置主服務(wù)器1、備用服務(wù)器2、操作站3、安防操作站4、通訊管理機(jī)5、以太網(wǎng)交換機(jī)6、5組黃磷電爐及電極控制LCU7、含鉀磷礦、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU8、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐IXU9、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)IXU10、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)IXU11、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU12、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)IXU13、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅系統(tǒng)LCU14、專用變電站LCU15、黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU16、5組黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏17、2組輸電線路保護(hù)測控屏18、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏19、安防設(shè)施20和光纖電纜21、北斗或GPS授時(shí)裝置22、調(diào)制解調(diào)器23和打印機(jī)24組成的雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
[0137]實(shí)現(xiàn)了對黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)全系統(tǒng)的集中控制和保護(hù)，解決了各子系統(tǒng)之間連鎖聯(lián)動(dòng)和保護(hù)問題，既減少了運(yùn)行人員90人，節(jié)約運(yùn)行成本450萬元以上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，又大大改善了運(yùn)行環(huán)境。
[0138]同時(shí)還解決了黃磷尾氣凈化系統(tǒng)、黃磷尾氣鍋爐、黃磷尾氣輔助增壓鍋爐、鉀長石與純堿煅燒裝置之間在因黃磷電爐事故、故障、換電極、檢修等導(dǎo)致停氣或供氣量減少，使得用氣單元生產(chǎn)線可全部或部分按預(yù)設(shè)程序自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示。可以減少停氣系統(tǒng)空轉(zhuǎn)時(shí)間，降低動(dòng)力消耗，提高產(chǎn)品成品率。
[0139]此外，實(shí)現(xiàn)了磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)充氮系統(tǒng)的氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度在線檢測，和磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂趌/19w/w時(shí)黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖并配置現(xiàn)場與控制中心的聲光報(bào)警提示?？梢源蟠筇岣呦到y(tǒng)安全水平，降低事故、故障率，提高產(chǎn)品成品率。實(shí)現(xiàn)了黃磷企業(yè)與電網(wǎng)調(diào)度中心的語音和數(shù)據(jù)通訊，確保了電網(wǎng)調(diào)度令的及時(shí)、準(zhǔn)確發(fā)送。
[0140]需要注意的是，上述具體實(shí)施例是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型公開內(nèi)容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本實(shí)用新型的公開范圍并落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型說明書及其附圖均為說明性而并非構(gòu)成對權(quán)利要求的限制。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括:服務(wù)器、操作站(3)、安防工作站(4)、通訊管理機(jī)(5)、以太網(wǎng)交換機(jī)(6)、黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏(17)、輸電線路保護(hù)測控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)、安防設(shè)施(20)、光纖電纜(21)、授時(shí)裝置(22)和調(diào)制解調(diào)器(23)，其中， 所述服務(wù)器、操作站(3)、安防工作站(4)、通訊管理機(jī)(5)和以太網(wǎng)交換機(jī)(6)分別連接至所述光纖電纜(21)，所述光纖電纜(21)經(jīng)由所述調(diào)制解調(diào)器(23)連接電網(wǎng)調(diào)度中心， 所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU、黃磷電爐變壓器保護(hù)測控屏(17)、輸電線路保護(hù)測控屏(18)、黃磷爐渣水淬乏蒸汽發(fā)電機(jī)保護(hù)屏(19)和安防設(shè)施(20)連接至以太網(wǎng)上。2.如權(quán)利要求1所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述黃磷清潔生產(chǎn)系統(tǒng)LCU包括分別連接至所述以太網(wǎng)交換機(jī)(6)的黃磷電爐及電極控制LCU(7)、磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU(8)、鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU(9)、碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU(1)、分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU(Il)、磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU(12)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU(13)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU( 14)、專用變電站LCU( 15)和黃磷尾氣凈化系統(tǒng)LCU( 16)。3.如權(quán)利要求2所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)器至少包括主服務(wù)器(I)和備用服務(wù)器(2)，所述授時(shí)裝置(22)為北斗授時(shí)裝置或者GPS授時(shí)裝置，并且所述授時(shí)裝置(22)分別連接至所述主服務(wù)器(I)和所述備用服務(wù)器(2)。4.如權(quán)利要求3所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)還包括連接至所述光纖電纜(21)的打印機(jī)(24)。5.如權(quán)利要求4所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述黃磷電爐及電極控制LCU( 7)為全封閉防塵、防有毒有害氣體、防電磁場的LCU。6.如權(quán)利要求5所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述磷礦、鉀長石、焦炭配料及輸送系統(tǒng)LCU(S)和所述鉀長石粉與純堿原料及煅燒爐LCU(9)均為全封閉防塵、防有毒有害氣體的LCU。7.如權(quán)利要求6所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述碳酸鉀、氧化鋁、磷酸二氫鉀系統(tǒng)LCU(1)、所述分子篩及礦渣水泥系統(tǒng)LCU(Il)、所述磷爐氣冷凝水乏蒸汽治理及四氟化硅回收系統(tǒng)LCU(12)、黃磷爐渣水淬及乏蒸汽發(fā)電系統(tǒng)LCU(13)、磷鐵回收黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)LCU(H)為全封閉防有毒有害氣體的LCU。8.如權(quán)利要求1至7之一所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安防設(shè)施(20)包括黃磷尾氣檢測裝置，當(dāng)黃磷尾氣停氣或者供氣量低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，用氣單元生產(chǎn)線全部或部分自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。9.如權(quán)利要求8所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述安防設(shè)施(20)包括氮?dú)馀c磷化氫氣體濃度檢測裝置，當(dāng)磷化氫氣體濃度與氮?dú)鉂舛缺雀哂贗/19w/w時(shí)，黃磷、氧化鐵紅及貴重金屬系統(tǒng)自動(dòng)停機(jī)保護(hù)連鎖，現(xiàn)場和控制中心發(fā)出聲光報(bào)警提示。10.如權(quán)利要求1所述的黃磷循環(huán)清潔生產(chǎn)的DCS控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述DCS控制保護(hù)系統(tǒng)的類型為雙環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、單網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)、雙網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)或單環(huán)網(wǎng)DCS控制保護(hù)系統(tǒng)。
【文檔編號】G05B19/418GK205485595SQ201620228162
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】黃鈺雪, 黃周平, 黃椿桀
【申請人】黃鈺雪